發(fā)布時(shí)間：2020-03-21 07:31

【摘要】：隨著世界上人口逐漸增多,經(jīng)濟(jì)與科技飛速發(fā)展,與此同時(shí),能源的消耗量也在逐年增加。隨著石油資源的不斷減少,汽車行業(yè)需要不斷突破技術(shù)上的瓶頸,降低能源的消耗量,因此近些年混合動(dòng)力汽車應(yīng)運(yùn)而生。混合動(dòng)力汽車在純電動(dòng)汽車還未大面積普及的情況下作為一種替代和補(bǔ)充,既能滿足續(xù)駛里程要求,又能降低油耗,具有很大的研究價(jià)值。而在汽車的運(yùn)行過程中,由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)階段的燃油霧化不好,潤滑油流動(dòng)性差導(dǎo)致該階段中的油耗、污染物的排放與發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損在整體的汽車運(yùn)行過程中所占的比例較高。如果能將該階段的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫升時(shí)間縮短油耗降低,對于整體的汽車運(yùn)行來說油耗將有大幅度降低。如果能將混合動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫升時(shí)間與油耗進(jìn)行優(yōu)化,那么混合動(dòng)力汽車在節(jié)能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。因此本文采用加熱器對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液加熱的方式來縮短發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫升時(shí)間進(jìn)而減少油耗,降低對發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損以及提高乘用舒適性,緩解能源緊缺的壓力。本文是基于吉林省自然科學(xué)基金“混合動(dòng)力系統(tǒng)熱流特性及其溫升控制研究”展開的。本文旨在利用輔助加熱的方式來改善發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫升時(shí)間和油耗。本文采用燃油加熱器和PTC電加熱器對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)行加熱,確定了原機(jī)啟動(dòng)、同步加熱、預(yù)熱、熱啟動(dòng)、熱啟動(dòng)與同步加熱組合五種加熱方式并進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)。通過調(diào)節(jié)加熱方式、加熱功率、預(yù)熱溫度、熱啟動(dòng)溫度等參數(shù),分析了每種方式對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫升時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的影響。利用一維仿真軟件搭建了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和帶有輔助加熱器的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),分析了低溫環(huán)境對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫升時(shí)間的影響以及采用輔助加熱器后對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫升時(shí)間的改善作用。試驗(yàn)結(jié)果表明,同步加熱的方式下,燃油加熱器和PTC電加熱器都能縮短發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫升時(shí)間并降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。在溫升時(shí)間方面,燃油加熱器能縮短311s,PTC電加熱器能縮短274s;在油耗方面,燃油加熱器能降低233.92g,PTC電加熱器能降低217.19g。加熱功率越大,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫升時(shí)間越短,油耗越低。預(yù)熱的方式下,燃油加熱器和PTC電加熱器都能改善發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能并且降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。燃油加熱器預(yù)熱到60℃時(shí)的溫升時(shí)間比原機(jī)啟動(dòng)的溫升時(shí)間縮短了451s,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗降低了373.31g。PTC電加熱器預(yù)熱到60℃的溫升時(shí)間比原機(jī)啟動(dòng)的溫升時(shí)間縮短了501s,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗降低了361.59g。預(yù)熱溫度越高,發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間越短,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗越低。熱啟動(dòng)與同步加熱組合的加熱方式比熱啟動(dòng)方式縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫升時(shí)間并且降低了油耗。熱啟動(dòng)與燃油加熱器同步加熱組合的加熱方式比熱啟動(dòng)方式的溫升時(shí)間縮短了193s,油耗降低了105.81g。熱啟動(dòng)與PTC電加熱器同步加熱組合的加熱方式比熱啟動(dòng)方式的溫升時(shí)間縮短了152s,油耗降低了117.76g。熱啟動(dòng)溫度越高,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫升時(shí)間越短,油耗越低。仿真結(jié)果表明,環(huán)境溫度越低,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫升時(shí)間越長,環(huán)境溫度為-25℃時(shí)的溫升時(shí)間比0℃時(shí)的溫升時(shí)間延長了261s。但在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中采用輔助加熱器后能明顯縮短發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫升時(shí)間,當(dāng)環(huán)境溫度為-25℃時(shí),采用輔助加熱器比不采用加熱器的溫升時(shí)間縮短了275s。對于改善發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)情況有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文口均價(jià)上漲 29.6%[6]。美國商務(wù)部預(yù)測中國原油進(jìn)口依賴度在 2030 年將升至 80%。國際源署在《2017 世界能源展望》分析，中國的原油依賴度在 2040 年將會(huì)升至 80%[7]。從目的情勢上看我國的石油大部分依賴于進(jìn)口且對外依存度在逐年遞增，如果長此以往對我的經(jīng)濟(jì)局勢與戰(zhàn)略局勢會(huì)造成很大影響，也就是說，一旦石油枯竭或國際石油市場波動(dòng)中國會(huì)是第一個(gè)受到波及的國家[8]。

源署在《2017 世界能源展望》分析，，中國的原油依賴度在 2040 年將會(huì)升至 80%[7]。從目的情勢上看我國的石油大部分依賴于進(jìn)口且對外依存度在逐年遞增，如果長此以往對我的經(jīng)濟(jì)局勢與戰(zhàn)略局勢會(huì)造成很大影響，也就是說，一旦石油枯竭或國際石油市場波動(dòng)中國會(huì)是第一個(gè)受到波及的國家[8]。圖 1.1 2010 年-2017 年中國汽車產(chǎn)量及增速
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.7;U464

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2592994